Budoucnost medicíny: robotické srdce, AI lovec nádorů či nanobot rozvážející lék po těle

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Robotická chirurgie – tedy typ zákroků, kdy chirurg využívá na pomoc množství robotických nástrojů, dávno není novinkou. V praxi se využívá už skoro dvacet let. „V Americe použili lékaři prvního robota pro zacílení konkrétní oblasti v mozku už v 80. letech“, říká Radek Pohnán, přednosta Chirurgické kliniky 2. LF UK a ÚVN.

Vývoj v současnosti ovšem směřuje k ještě mnohem většímu využití chytré techniky. „Dnes už se mezi sebou běžně bavíme, že do budoucna robotická chirurgie nahradí značnou část laparoskopických operací,“ tvrdí Pohnán.

Má tím na mysli operace, kdy lékaři pomocí malých vpichů provádějí zákroky uvnitř těla trubicovými nástroji s kamerami. Kromě rychlého zotavení pacientů je výhodou takového postupu mimo jiné fakt, že se nástroje mohou dostat i do úzkých, komplikovaných prostor. „Vývoj jde ale rychle dál. Dokážu si například už dnes představit nástroje, které by vyžadovaly jen jeden vstup do těla, a poté by se uvnitř rozutekly jako ‚chobotnička‘,“ doplňuje Pohnán.

Jednou z výhod robotické chirurgie je i fakt, že lékař nemusí být fyzicky přítomný u operačního stolu. „Původně jsme k operacím na dálku měli dvě vize. Jednou byly operace ve válečných zónách. Tou druhou byly zákroky na oběžné dráze. Tam se to ale neosvědčilo,“ tvrdí Pohnán. Problém byl v tom, že astronauti nebyli schopni ve stavu beztíže bezpečně zavést pracovní nástroje do pacienta.

Využívá se to však na zemi a díky rychlému internetu je už dokonce možné ovládat robota při operaci na tisíce kilometrů daleko, z jiného kontinentu. „Na přelomu tisíciletí se povedla transatlantická operace, kdy pacient ležel na klinice ve Francii a chirurg s konzolí byl ve Spojených státech. V praxi se to ale dnes moc nepoužívá. Spíše bývá ten chirurg s konzolí ve vedlejší místnosti,“ upozorňuje Pohnán.

Takový postup však umožňuje rovněž konzultace na dálku, přímo během operace. Chirurg se může pomocí konzole v případě specifického typu zákroku spojit s jiným odborníkem na vzdáleném pracovišti.

Ovládání robota ale není jednoduché a vyžaduje po lékařích velké množství praxe. „Ten robot nemá žádné taktilní vjemy (cit – pozn. red.). Co my se učíme, je takzvaný ‚vizuální cit‘, tedy že umíme odhadnout, jak silně se nástrojem opíráme o okolní tkáň, abychom ji nepoškodili,“ upozorňuje chirurg. Díky vývoji technologií se však v tomto blýská na lepší časy. „Roboti nejnovější, páté generace, už vjem mají, jsou ale ještě ve fázi klinických testů,“ popisuje Radek Pohnán.

Chytrá kybernetika si v poslední době proráží cestu také na poli náhrady nefunkčních orgánů. Transplantace darovaných orgánů totiž dle Pohnána není komplexním řešením.

Člověk, který takový orgán dostane, musí dlouhodobě brát imunosupresiva, tedy léky na potlačení reakcí imunitního systému. A přesto tělo časem darovaný orgán odmítne. „Léky sice umožní lidem žít nějakou dobu s novým orgánem, ale na druhou stranu jim přivádí řadu komplikací. Zejména časté infekce,“ tvrdí expert.

Proto se některé společnosti snaží o vývoj umělých orgánů. Jedním z takových je i umělé srdce zvané Bivacor, které americký časopis Time zařadil na seznam největších vynálezů roku 2024. Toto kybernetické zařízení vyrobené z titanu by se dalo zjednodušeně nazvat robotickým srdcem.

Dlouhé fungování bez vnitřního opotřebení mu zajišťuje pohyb rotoru pomocí magnetické levitace neboli maglev. Ta se používá také u rychlovlaků a nevzniká u ní žádné tření. Mikročip v zařízení dokáže automaticky měřit tlak v těle a podle toho zrychluje, nebo zpomaluje oběh krve. Díky tomu mohou pacienti navíc i sportovat. Vše se pohání a ovládá z externího mobilního zařízení s nabíjecí baterií, které pacient může nosit u sebe, takže není ani nutně odkázaný na nemocniční lůžko.

Toto srdce neslouží jako úplná náhrada orgánu, ale jako dočasný zástupce, než se naskytne vhodný dárce skutečného srdce. I přesto však nabízí lidem možnost žít mimo nemocnici. Například jeden pacient z Austrálie žil s umělým srdcem přes tři měsíce bez toho, aby byl pod neustálým lékařským dohledem.

„To plně umělé srdce je zajímavé z toho pohledu, že je to velice efektivní pumpa. Na druhou stranu je to ale kov, který není tak jemný jako pravé srdce, a tedy ničí krvinky nebo může vést k infekcím,“ upozorňuje Pohnán. Právě toto ničení krvinek ovšem snižuje na minimum využítí magnetické levitace.

Dá se předpokládat další zdokonalování této technologie. Už nyní je srdce designované na výdrž nejméně 10 let. V budoucnu se plánuje umístění veškeré elektroniky a baterie dovnitř a nabíjení by se mělo provádět bezdrátově přes kůži pomocí elektromagnetické indukce.

Fyzičtí roboti však nejsou tím jediným, co se v dnešním lékařství využívá. Běžným pomocníkem jsou také algoritmy, které lze připodobnit k softwarovým robotům. Dokážou analyzovat například rentgenové snímky a odhalit případné nádory. „V rámci České republiky se dnes naprosto běžně využívá AI v gastroenterologii, a to jak u gastroskopie, tak u endoskopie. Ty nástroje dokážou přímo během zákroku upozornit na potenciální nález,“ říká expert.

Pohnán ale podotýká, že na software s umělou inteligencí se lékaři nemohou plně spolehnout. Používají ho jako druhý pár očí a vyhodnocují jeho nálezy. Stává se, že software označí naprosto běžný nález za rizikový, a tak musí lékaři brát tyto nálezy s rezervou.

„V čem jsou ty algoritmy dobré, je to, že zaregistrují řadu věcí, a lékař se pak může soustředit hlavně na ně. Jsou nastavené tak, aby spíše označovaly více věcí než méně,“ přibližuje expert. Snižuje se tím riziko, že lékaři něco podstatného unikne.

Hojně probíraným tématem jsou také nanomateriály a nanoboti v medicíně. Dle Pohnána je však potřeba trochu krotit představy. Jak říká, třeba v případě nanomateriálů jsou věci, které jimi lze elegantně vyřešit, a na jiné nestačí.

„My jsme třeba experimentovali se síťkami, kterými bychom zpevnili břišní stěny. Tam jsme ale nebyli úspěšní,“ přiznává odborník. U podobných sítěk však vidí slušný potenciál v tvorbě cévních protéz, protože je materiál natolik jemný, že na něm neulpívají červené krvinky, což jinak způsobuje krevní sraženiny. Zkoumají se například materiály pokryté molekulami teflonu, které snižují tření.

V případně nanobotů, tedy mikroskopických robotů, vědci hledají možnosti využití například v přesné diagnostice, v cíleném podávání léků se snížením vedlejších účinků nebo v méně invazivní chirurgii. Řada vědeckých studií v nich spatřuje velký potenciál, například v odhalování a léčbě rakoviny. Ovšem i když některá zjištění jsou slibná, zavedení do praxe má stále řadu úskalí a bude nutný ještě další podrobný výzkum.

Nanoboty, kteří by mohli pomoci například s delikátním odstraněním nádorové tkáně, vidí Radek Pohnán stále jen jako teoretický koncept, spíše z říše sci-fi. Hlavní problémy u nanobotů jsou podle něj dva. „Za prvé neumíme tak malý stroj vyrobit a za druhé ho neumíme ovládat.“ Vědci také zmiňují například dosud nevyřešené otázky imunitní reakce těla.

Jak Radek Pohnán upozorňuje, běžně se dnes používá takzvaná molekulárně cílená léčba, která může vypadat jako využití nanobotů. Pokud z jakéhokoliv důvodu nemůže onkologický pacient podstoupit operaci na odstranění nemocné tkáně, přichází na řadu chemoterapie. „Je to v podstatě takový kobercový nálet, kdy nemocná tkáň je citlivější než zdravá tkáň na tu konkrétní látku. Obnáší to ale řadu komplikací pro pacienta. Pak tu máme ale i novější metodu molekulárně cílené léčby,“ představuje Pohnán.

Principem tohoto typu léčby je, že se léčebná látka naváže pouze na proteinový vzorec, který je na postižené buňce, a tuto buňku označí imunitnímu systému ke zničení. „Někdo tomu říká proteinoví roboti, ale to není pravda. Ten protein samotný nemá plán, ani dané instrukce, takže to není robot. Chápu ale, že když tu oblast chcete udělat více trendy, dáte tomu taková jména,“ říká Pohnán.

Systém přirovnává spíše ke klíči a zámku. Protein funguje v těle jako specifický klíč, přičemž každá buňka má na svém povrchu řadu „zámků“. Jakmile se spojí správný „zámek“ se správným „klíčem“, začne buňka provádět řadu procesů. To je i případ oné cílené léčby.